一种重型板式给料机的结构研究

王 波，毛 瑞

（太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原 030024）

引言

单斗挖掘机—自移式破碎站—带式输送机—排土机形式的半连续开采工艺，提高了矿山的生产能力，大幅降低了生产成本，节能减排，逐渐成为全世界范围内露天采矿的发展趋势。特别是在我国高寒地区的成功应用，对其他露天矿山有很好的指导和借鉴意义[1]。重型板式给料机作为采场设备自移式破碎站的重要组成部分，负责将来自挖掘机的各种大容重物料均匀连续地输送至破碎级，在半连续开采工艺中起到了重要的一环。

1 工作原理

重型板式给料机将电动机的动力，经过联轴器和减速机驱动链轮轴旋转。固定在链轮轴上的链轮齿继而与链条连续啮合，拖动链板作连续直线运动，带动物料不断运输至破碎机，从而实现了输送物料的目的。

2 结构特性

板式给料机主要包括的部件：主机架、驱动轴总成、张紧装置、标准牵引件（链条、支重轮、拖链轮等）、链板、驱动装置。图1为太原重工股份有限公司自主设计开发的重型板式给料机。

2.1 主机架

主机架为板式给料机的主要钢结构，给所有机械部件提供刚性支撑，并能够在设备的启动、操作和来料冲击时经受住所有载荷。图2为板式给料机主机架示意图。

图1 板式给料机UG 三维模型

图2 板式给料机主机架

主机架的头部装有驱动轴，由安装在机架上的轴承座支撑；尾部有张紧装置，整个装置固定在机架的槽孔内，并通过液压千斤顶实现整个链条的张紧；链条的工作段，由安装在机架上的支重轮支撑；链条的回空段，由安装在机架上的拖链轮支撑。因此，链条链板自重以及来料冲击时，几乎所有的载荷都由主机架来承受，需要保证主机架的强度和刚度。

如图2所示，主机架采用4层结构。最顶层为支重轮和钢轨的安装层，需要保证足够的平面度，避免左右链条高度不一致，影响传递效率；第2层为筋板支撑层；第3层为链条的回空层，用来安装拖链轮，尽量减小链条回空段下垂度；第4层为整个板式给料机的安装面层。整个板式给料机通过钢结构固定在底架上，和履带装置一起组成了自移式设备。

2.2 驱动轴总成

驱动轴总成包括驱动轴、链轮、胀紧套、滚动轴承以及轴承座等。左右2轴承座安装在机架上，其内部的滚动轴承支撑着驱动轴。链轮采用分体式结构，单片链轮通过螺栓固定在一个经过机加工的钢制轮毂上。该轮毂安装在驱动轴上并配备锁紧装置。

驱动轴是驱动装置和链板的链接纽带。驱动轴既承受减速机的扭矩，也承受减速机的质量，所以驱动轴的尺寸应按最终受力情况进行校核。

选用合适的轴承，并根据其当量动载荷，推算出轴承寿命，确定是否满足工作条件、工作年限要求。

2.3 张紧装置

张紧装置由一个全焊接结构的箱体组成，用于支撑2个张紧轮。张紧装置通过螺栓固定在主机架上，可在机架的槽孔内滑动。链条的张紧可简单地通过液压千斤顶与插拔垫片实现。液压千斤顶由1个机载的手动液压泵控制，可实现张紧力的及时调节。

主机架上留有张紧装置的安装位置。千斤顶一端固定于机架上，另一端可伸缩，实现张紧轮与链条的张紧。

链条张紧力由圆周力、链条自重、初张力和链条运行时多边效应产生的附加动拉力组成，它是驱动轴设计的重要依据。

2.4 标准牵引件

板式给料机采用双链条结构。在给料机主机架左右两侧，链条下方安装有支重轮。支重轮主要用来支承链条的工作段，以防止链板因载荷和自重而产生很大的挠度，保证链条正常运行并承受一部分物料的冲击，并可限制链条跑偏。支重轮的设计间距足以支撑链条和链板总成。

主机架内部，链条的回空段装有拖链轮，用来防止回空链条产生过大的挠度，影响链条运输效率。所有牵引件安装位置如图2所示。

2.5 链板

板式给料机的链板通过高强螺栓和螺母固定在链轨上。主机架的中部安装有缓冲钢轨，链板中部位于缓冲钢轨的上面，为整体焊接结构，并配有加强筋和和支撑板。给料机的链板采用防渗漏式重叠设计，最大限度的减少链板夹料，并且链板侧方配有高边裙板，避免撒料，如图3所示。

图3 链板结构

给料机的链板可以在工作现场进行更换，不影响设备的其他部位。链板由安装在机架上的支重轮与托轮支承，并通过调整张紧装置使链条与链轮正确啮合。

主机架中部装有缓冲钢轨，能够最大限度地减少给料机链板的变形，并向给料机的整个承载段提供足够的支撑[2]。由于该板式给料机使用时存在一定的使用角度，因此链板上焊接有刮板，利于输送物料。

为了防止链板黏料，在链条回空段漏料，该板式给料机还设计了接料装置，并利用链条回空段刮板将累积的漏料刮至地面。

2.6 驱动装置

板式给料机的驱动采用双驱动模式，主要组成部分[3]：2台行星减速机，通过锁紧盘直接安装在板式给料机的驱动轴上，减速机的扭力臂与主机架直连，且减速机与主机架留有一定的距离，保证更换设备或检修时方便驱动轴退出；2台驱动电机，通过联轴器与减速机连接，为了减小安装调节的难度以及最大限度不影响传递效率，可采用万向节联轴器，用以承受一定的偏角。2个支座安装在机架上，给电机以支撑。

3 结语

简要介绍了一种板式给料机的结构，为板式给料机结构系列化设计提供了一定的参考价值。重型板式给料机的设计是一项庞大的工程，需结合工艺流程、物料特性、上下游设备处理能力、结构及优化、电气、设计人员经验等因素来综合考虑，其设计过程任重而道远。

[1] 李树学,袁金祥. 半连续工艺在伊敏露天矿的应用 [J].露天采矿技术,2011(1): 5-8.

[2] 胡新燕,王立华,黄亚宇. 重型板式给料机链板支撑机构的冲击特性分析[J].新技术新工艺,2010(1): 9-11.

[3] 苗庆伟,芦丽华,王学民. 重型板式给料机设计要点[J].起重运输机械,2008(7): 14-16.